JP5251254B2 - Target adsorption device and recording device - Google Patents
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本発明は、例えば、インクジェット式プリンタなどの記録装置、及び該記録装置に備えられるターゲット吸着装置に関する。 The present invention relates to a recording apparatus such as, for example, an ink jet printer, and a target suction apparatus provided in the recording apparatus.
従来から、ターゲット吸着装置を備えた記録装置として、搬送されるシート状のターゲットにトナー像を転写して定着させる画像形成装置や、搬送されるターゲットに記録ヘッドからインクを吐出して文字や画像を印刷するインクジェット式記録装置(以下、「プリンタ」と言う)が知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。こうした画像形成装置やプリンタに設けられるターゲット吸着装置は、吸引ファン(吸引手段)の駆動に基づき負圧を発生する吸引ダクトと、この吸引ダクトを内側に設置した状態で周回駆動される無端状の搬送ベルトとを有し、その搬送ベルトには、ターゲットの搬送方向と直交する幅方向全域に亘って複数の吸引孔が形成されている。そして、ターゲットを支持した状態にある搬送ベルトの吸引孔内を吸引ファンの駆動に基づき吸引ダクトを介して吸引することにより、ターゲットが周回移動する搬送ベルト上に吸着されつつ下流側に搬送されるようになっている。
Conventionally, as a recording apparatus equipped with a target suction device, an image forming apparatus that transfers and fixes a toner image onto a conveyed sheet-like target, or a character or image by ejecting ink from a recording head to a conveyed target Inkjet recording apparatuses (hereinafter referred to as “printers”) are known (see, for example,
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置では、吸引ダクトが単一の負圧室からなる構成とされている。すなわち、その吸引ダクトを介して搬送ベルトの各吸引孔内を吸引してターゲットを吸着しようとする場合、その搬送ベルトにおいて吸引ダクトと対応する全ての吸引孔が大気との連通状態を遮断されるように閉塞されない限り、吸引ファンが駆動されても、吸引ダクトはターゲットを吸着可能な負圧(吸引圧)が得られない構成になっている。そのため、この特許文献1の画像形成装置では、搬送ベルトに支持された状態で搬送されるターゲットに対して、そのターゲットにおける搬送方向の先端部が吸引ダクトにおける搬送方向の下流側端部に到達する前段階では、吸引ファンが強力な吸引力を発揮するものでない限り、確実に吸引力を作用させることができない虞があった。
However, in the image forming apparatus described in
これに対し、特許文献2に記載のプリンタでは、ターゲットの搬送方向に沿って複数の吸引ダクトが吸引ダクト毎に吸引ファンを個別に有した状態で並列に配置され、それら全ての吸引ダクトを内側に設置した状態で吸引孔付きの搬送ベルトが周回するように設けられている。そして、各吸引ダクトの各々については、その吸引ダクトの下流側端部をターゲットにおける搬送方向の先端部が通過した時点で、その吸引ダクトと連通する搬送ベルトにおける一群の吸引孔がターゲットにより被覆されるようになっている。すなわち、搬送ベルトに支持された状態で搬送されるターゲットに対して、そのターゲットにおける搬送方向の先端部が最下流側に配置された吸引ダクトにおける搬送方向の下流側端部に到達する前段階でも、搬送方向の上流側に配置された吸引ダクト内には所望の負圧(吸引圧)を生じさせて確実に吸引力を作用させることができるようになっている。
ところで、特許文献2に記載のプリンタでは、搬送方向に沿って並列配置された複数の吸引ダクト毎に吸引ファンを各々設置する構成となっていた。そのため、吸引ファンの設置数の増加に付随して、装置全体の大型化及び装置全体の製造コストの増大を招来するという問題があった。 Incidentally, the printer described in Patent Document 2 has a configuration in which a suction fan is installed for each of a plurality of suction ducts arranged in parallel along the transport direction. For this reason, there has been a problem that the increase in the number of suction fans is accompanied by an increase in the size of the entire apparatus and an increase in the manufacturing cost of the entire apparatus.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸引手段の設置数を削減しつつ、搬送されるターゲットに対して搬送途中において確実に吸引力を作用させることができるターゲット吸着装置及び記録装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to reliably apply a suction force to a target to be transported during transport while reducing the number of suction means installed. An object of the present invention is to provide a target adsorption device and a recording device.
上記目的を達成するために、本発明のターゲット吸着装置は、上流側から下流側に搬送されるターゲットを支持可能な支持面を有し且つ該支持面上には複数の吸引孔が形成された支持部材と、該支持部材の前記複数の吸引孔に対して該各吸引孔を複数の吸引孔群に区分した場合における該吸引孔群毎に個別に連通する複数の負圧室と、該複数の負圧室から各々個別に延設された連通部材を介して前記各負圧室内に負圧を発生可能な吸引手段とを備え、前記連通部材は、直円筒状をなすように形成されており、前記複数の負圧室のうち一部の負圧室と連通する前記吸引孔群における吸引孔が閉塞された場合に、該負圧室と連通する前記吸引孔群を介して前記ターゲットを吸着させるために必要な所要吸引力を付与するべく、該所要吸引力を作用させるために必要な所要静圧、及び前記吸引手段の静圧−風量曲線により規定される前記所要静圧と対応する所要風量を発生可能なように、前記吸引手段の駆動に伴う前記連通部材における流体の総圧力損失が設定され、前記ターゲットの面積をS、前記ターゲットに対して吸引力を及ぼすための開口部の開口密度をY、前記連通部材の長さをL、前記連通部材の直径をD、前記吸引手段に接続する前記負圧室の数をA、前記連通部材内の摩擦係数をk、前記連通部材の前記負圧室に対する接続部における圧損係数をζ in 、前記連通部材の前記吸引手段に対する接続部における圧損係数をζ out 、前記ターゲットに付与する前記所要吸引力をX、前記所要吸引力の最小値X 1 と対応する風量をQ 1 とした場合に満たすべき条件式は、(100×X)/(S×Y)≦0.974×{1+k×(L/D)+ζ in +ζ out }×〔Q 1 /{(A−1)×D 2 }〕 2 である。 In order to achieve the above object, the target adsorption device of the present invention has a support surface capable of supporting a target conveyed from the upstream side to the downstream side, and a plurality of suction holes are formed on the support surface. A plurality of negative pressure chambers individually communicating with each of the suction hole groups when the suction holes are divided into a plurality of suction hole groups with respect to the plurality of suction holes of the support member; Suction means capable of generating a negative pressure in each of the negative pressure chambers through communication members individually extending from the negative pressure chambers, and the communication members are formed to have a right cylindrical shape. And when the suction holes in the suction hole group communicating with some of the plurality of negative pressure chambers are closed, the target is removed via the suction hole group communicating with the negative pressure chamber. To apply the required suction force necessary for adsorption, the required suction force is applied. In the communicating member that accompanies the driving of the suction means, the required static pressure necessary for generating the suction means and the required air volume corresponding to the required static pressure defined by the static pressure-air volume curve of the suction means can be generated. The total pressure loss of the fluid is set , the area of the target is S, the opening density of the opening for exerting a suction force on the target is Y, the length of the communicating member is L, and the diameter of the communicating member is D, the number of the negative pressure chambers connected to the suction means is A, the friction coefficient in the communication member is k, the pressure loss coefficient in the connection portion of the communication member to the negative pressure chamber is ζ in , and the communication member The conditional expression to be satisfied when the pressure loss coefficient at the connection to the suction means is ζ out , the required suction force applied to the target is X, and the air volume corresponding to the minimum value X 1 of the required suction force is Q 1 is: ( 00 is a × X) / (S × Y ) ≦ 0.974 × {1 + k × (L / D) + ζ in + ζ out} × [Q 1 / {(A-1 ) × D 2} ] 2.
通常、ターゲットの搬送方向における先端部が支持部材の支持面における下流側端部に到達する前段階では、支持面上に形成された複数の吸引孔群のうち下流側に配置されているために未だターゲットに吸引開口を覆われていない下流側の吸引孔群は大気に対して開放状態にある。そして、複数の吸引孔群と各々対応する複数の負圧室のうち下流側の吸引孔群と対応する下流側の負圧室は、開放状態にある吸引孔群の吸引孔を介して大気に連通している。そのため、吸引手段の駆動に伴い、下流側の吸引孔群と対応する負圧室及び該負圧室と接続された連通部材を介して吸引手段内には流体(大気)が流入することになり、この下流側の吸引孔群と対応する下流側の負圧室には負圧が発生しない。そして、この場合には、既にターゲットにより吸引開口が覆われている上流側の吸引孔群と対応する上流側の負圧室にも吸引手段内及び該負圧室と接続された連通部材を介して流体(大気)が流入するため、この上流側の吸引孔群と対応する上流側の負圧室にも負圧が発生しないことになる。その結果、ターゲットが上流側の吸引孔群の上方を通過する時点では、複数ある全ての負圧室を負圧にすることができず、ターゲットに対して確実に吸引力を作用させることができない虞があった。 Usually, in the stage before the tip of the target in the transport direction reaches the downstream end of the support surface of the support member, it is arranged downstream of the plurality of suction hole groups formed on the support surface. The downstream suction hole group whose target is not yet covered with the suction opening is open to the atmosphere. Then, among the plurality of negative pressure chambers corresponding to the plurality of suction hole groups, the downstream negative pressure chamber corresponding to the downstream suction hole group is brought into the atmosphere via the suction holes of the suction hole group in the open state. Communicate. Therefore, as the suction means is driven, fluid (atmosphere) flows into the suction means via the negative pressure chamber corresponding to the downstream suction hole group and the communication member connected to the negative pressure chamber. No negative pressure is generated in the downstream negative pressure chamber corresponding to the downstream suction hole group. In this case, the upstream negative pressure chamber corresponding to the upstream suction hole group in which the suction opening is already covered by the target is also connected to the suction means and the communication member connected to the negative pressure chamber. Since fluid (atmosphere) flows in, no negative pressure is generated in the upstream negative pressure chamber corresponding to the upstream suction hole group. As a result, when the target passes over the upstream suction hole group, all the plurality of negative pressure chambers cannot be set to negative pressure, and suction force cannot be reliably applied to the target. There was a fear.
この点、上記構成によれば、ターゲットの搬送方向における先端部が支持部材の支持面における下流側端部に到達する前段階で、下流側の吸引孔群に対応する負圧室が大気に対して開放状態にある場合であっても、吸引手段の駆動に伴って下流側の負圧室と接続された連通部材内に流入する流体(大気)の圧力損失が、上流側の吸引孔群に対応する上流側の負圧室内に所望の負圧を発生させるために適切な値となるように該連通部材の形状が設計されている。そのため、複数の吸引孔群と個別に対応する複数の負圧室内を共通の吸引手段により吸引する構成とすることで、吸引手段の設置数を削減しつつ、搬送されるターゲットに対して搬送途中において確実に吸引力を作用させることが可能となる。 In this regard, according to the above configuration, the negative pressure chamber corresponding to the downstream suction hole group is against the atmosphere before the tip end in the target transport direction reaches the downstream end on the support surface of the support member. Even in the open state, the pressure loss of the fluid (atmosphere) flowing into the communicating member connected to the downstream negative pressure chamber due to the driving of the suction means is caused in the upstream suction hole group. The shape of the communicating member is designed so as to have an appropriate value for generating a desired negative pressure in the corresponding upstream negative pressure chamber. Therefore, a plurality of negative pressure chambers individually corresponding to the plurality of suction hole groups are configured to be sucked by a common suction means, so that the number of suction means installed is reduced and the target to be transported is being transported. It is possible to reliably apply a suction force in step (b).
また、連通部材は、直円筒状をなす軸部、負圧室に対する接続部、及び吸引手段に対する接続部の構成を反映した圧力損失を総和して総圧力損失を算出すると共に、その算出結果及び吸引手段の静圧−風量曲線を考慮することにより、ターゲットに対して所望の吸引力を付与するために必要となる連通部材の構造に関する条件式が算出されている。そのため、この条件式を満たすように連通部材を構成することにより、ターゲットに対してより確実に所望の吸引力を作用させることが可能となっている。なお、連通部材内の摩擦係数kは、連通部材の内壁が滑らかで摩擦が少ない場合には0.02と仮定することができる。また、連通部材の負圧室に対する接続部の圧損係数ζinは、接続部の開口が角端の場合には0.5と仮定することができる。 In addition, the communication member calculates the total pressure loss by summing up the pressure loss reflecting the configuration of the shaft portion having a straight cylindrical shape, the connection portion to the negative pressure chamber, and the connection portion to the suction means, and the calculation result and By considering the static pressure-air volume curve of the suction means, a conditional expression relating to the structure of the communicating member necessary for applying a desired suction force to the target is calculated. Therefore, by configuring the communication member so as to satisfy this conditional expression, a desired suction force can be more reliably applied to the target. The friction coefficient k in the communication member can be assumed to be 0.02 when the inner wall of the communication member is smooth and has little friction. Further, the pressure loss coefficient ζ in of the connecting portion with respect to the negative pressure chamber of the communication member can be assumed to be 0.5 when the opening of the connecting portion is a corner end.
また、本発明のターゲット吸着装置は、前記ターゲットを支持した状態で該ターゲットを上流側から下流側に向けて搬送するために移動する搬送体を更に備え、前記搬送体は、該搬送体の移動途中において前記支持部材における前記各吸引孔と連通可能な複数の連通部を有すると共に、前記支持部材は、前記支持面により前記ターゲットを前記搬送体越しに支持可能であり、前記開口部は、前記搬送体の前記連通部である。 The target suction device of the present invention further includes a transport body that moves to transport the target from the upstream side toward the downstream side in a state where the target is supported, and the transport body moves the transport body. In the middle, the support member has a plurality of communication portions that can communicate with the suction holes, and the support member can support the target through the transport body by the support surface. It is the said communication part of a conveyance body.
上記構成によれば、ターゲットを支持部材の支持面上で搬送する搬送体を備えているため、ターゲットの形状は長尺状のものに制限されず、例えば枚葉紙状のターゲットを適用することが可能となる。加えて、搬送体は、支持部材の吸引孔と連通する連通部を有しているため、該連通部を通じて吸引孔からの吸引力がターゲットに及ぶことにより搬送体の上面に載置されたターゲットを搬送体に対して確実に吸着させることが可能となる。なお、上記構成ではターゲットを支持部材の支持面上で搬送する搬送体を備えているが、該搬送体の連通部の開口密度を上記条件式に適用することで、ターゲットに対して所望の吸引力を付与するために必要となる連通部材の構造を決定することができる。 According to the above configuration, since the transport body that transports the target on the support surface of the support member is provided, the shape of the target is not limited to a long one, and for example, a sheet-like target is applied. Is possible. In addition, since the transport body has a communication portion that communicates with the suction hole of the support member, the target placed on the upper surface of the transport body when the suction force from the suction hole reaches the target through the communication portion. Can be reliably adsorbed to the carrier. In the above configuration, a transport body that transports the target on the support surface of the support member is provided. However, by applying the opening density of the communication portion of the transport body to the conditional expression, a desired suction with respect to the target is achieved. It is possible to determine the structure of the communication member that is necessary for applying the force.
また、本発明の記録装置は、支持部材の支持面上に支持されたターゲットに対して記録処理を施す記録手段と、上記構成のターゲット吸着装置を備えた。上記構成によれば、上記ターゲット吸着装置と同様の作用効果が得られる。 In addition, the recording apparatus of the present invention includes a recording unit that performs a recording process on a target supported on the support surface of the support member, and a target suction device having the above-described configuration. According to the said structure, the effect similar to the said target adsorption | suction apparatus is acquired.
以下、本発明の記録装置をインクジェット式プリンタに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、「上下方向」、「前後方向」、「左右方向」をいう場合は、図中に矢印で示した方向を基準として示すものとする。 Hereinafter, an embodiment in which the recording apparatus of the present invention is embodied in an ink jet printer will be described with reference to the drawings. In the following description, when referring to “vertical direction”, “front / rear direction”, and “left / right direction”, the direction indicated by the arrow in the figure is used as a reference.
図1に示すように、記録装置としてのインクジェット式プリンタ(以下、「プリンタ」という。)11は、ターゲットとしての用紙12を吸着した状態で搬送するターゲット吸着装置としての搬送機構13を備えている。搬送機構13は、搬送方向の上流側(左側)に位置した給紙トレー14から給紙された用紙12を下流側(右側)へ搬送する第1搬送部15と、該第1搬送部15によって搬送された用紙12を、さらに下流側へ搬送して排紙トレー16へ排紙する第2搬送部17から構成されている。
As shown in FIG. 1, an ink jet printer (hereinafter referred to as “printer”) 11 as a recording apparatus includes a
各搬送部15,17は、それぞれ図示しないモータの駆動力により回転駆動されると共に互いの軸線が平行となる第1駆動プーリ18及び第2駆動プーリ19と、各駆動プーリ18,19の軸線と平行な軸線を中心に回転自在な第1従動プーリ20及び第2従動プーリ21とをそれぞれ有している。さらに、第1駆動プーリ18と第1従動プーリ20との間には、無端状の搬送体としての第1搬送ベルト22が掛け渡されていると共に、第2駆動プーリ19と第2従動プーリ21との間には、無端状の搬送体としての第2搬送ベルト23が掛け渡されている。そして、各搬送ベルト22,23が、それぞれ対応する駆動プーリ18,19の回転駆動に伴い周回運動することにより、給紙トレー14から給紙された用紙12が第1搬送ベルト22上に載置された状態で第1搬送部15から第2搬送部17側へ搬送され、さらに第2搬送ベルト23上に載置された状態で排紙トレー16側へ搬送されるようになっている。
Each of the
また、図1に示すように、第1搬送部15における第1搬送ベルト22の上側となる位置には、記録手段としての記録ヘッド24が配設されている。また、記録ヘッド24の下面となるノズル形成面24aには、用紙12の幅方向(図1では紙面に直交する方向)に沿う複数のノズル列(図示略)が搬送方向に一定の間隔をおいて列設されている。そして、記録ヘッド24は、用紙12が記録ヘッド24の下方を通過するのに合わせて幅方向全体に亘るようにインクを噴射することにより、用紙12に対して印刷(記録処理)を施すようになっている。
Further, as shown in FIG. 1, a recording head 24 as a recording unit is disposed at a position above the first conveying
また、第2搬送部17における上流端の位置であって第2搬送ベルト23の上側となる位置には、第1搬送ベルト22上から第2搬送ベルト23上に移送された用紙12を乾燥促進のために加熱可能なヒータ25が配設されている。
Further, drying of the
また、各搬送部15,17において、第1駆動プーリ18と第1従動プーリ20の間、及び第2駆動プーリ19と第2従動プーリ21の間には、上面が平面状に形成された支持部材としての第1支持台26及び第2支持台27が各々配設されている。そして、各搬送ベルト22,23が周回運動した場合には、各搬送ベルト22,23において用紙12を載置して下流側(左側から右側)に搬送するベルト部分の裏面が、各々対応する支持台26,27の上面に対して摺接するようになっている。
Moreover, in each
また、各搬送部15,17において、各搬送ベルト22,23及び各支持台26,27には、それぞれ複数の孔が形成されている。なお、各搬送部15,17における搬送ベルト22,23及び支持台26,27は、それぞれ同じ構成を有しているため、第2搬送部17における搬送ベルト23及び第2支持台27のみを説明し、他の搬送部15については説明を省略する。
Moreover, in each
図2に示すように、第2搬送ベルト23は、その表面23aが用紙12を搬送する際の載置面として機能するように構成されている。そして、この載置面となる表面23aと第2支持台27に摺接する裏面とを貫通するように、第2搬送ベルト23には連通部としての連通孔28が多数形成されている。なお、これらの連通孔28は、前後方向に沿う複数列の連通孔列29を左右方向に所定間隔をおいて形成するように規則的に配列されている。
As shown in FIG. 2, the
また、第2支持台27は、その上面27aが用紙12を第2搬送ベルト23越しに支持可能な支持面として機能するように構成されている。そして、この支持面となる上面27aに吸引開口が開口するように、第2支持台27には、該第2支持台27を上下方向(第2支持台27の厚み方向)に貫通する吸引孔30が多数形成されている。各吸引孔30は、第2搬送ベルト23の各連通孔28と前後方向においては各々対応した位置であって且つ左右方向においては各連通孔28よりも広い間隔をおいた位置に形成されている。そして、これらの吸引孔30は、前後方向に沿う複数列の吸引孔列31を左右方向に所定間隔をおいて形成するように規則的に配列されている。なお、各吸引孔30における吸引開口(上面27a側の開口)は左右方向に沿う長溝状に形成されている。
Further, the
図2〜図4に示すように、第2支持台27の下側には、複数列(本実施形態では12列)の吸引孔列31を用紙12の搬送方向(左右方向)において等しい列数ずつ(本実施形態では3列ずつ)を有する複数(本実施形態では4つ)の吸引孔群32に区分した場合に、各吸引孔群32における吸引孔30の下面側の開口を覆うように箱体状をなす覆蓋部材33が吸引孔群32毎に個別に設けられている。また、各覆蓋部材33の底面部には直径D(m)の平面視円形状の連通孔34が上下方向に貫通形成されると共に、該連通孔34側を基端として長さL(m)の直円筒状の連通部材35が鉛直下方に延設されている。すなわち、連通部材35は、軸部35aが鉛直方向に沿って直線状に延びる直線部として機能すると共に、基端部35bが連通孔34を介して覆蓋部材33に連通する接続部として機能するようになっている。なお、連通部材35における覆蓋部材33側の開口(連通孔34)は、角端状をなすように形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, a plurality of rows (12 rows in the present embodiment) of
また、各連通部材35の下方には、内部に吸引ファン36を収容する箱体状の吸引手段としての誘引送風機37が設けられている。さらに、誘引送風機37の上面において各覆蓋部材33の連通孔34と上下方向で対応する位置には連通孔38が各々形成されている。そして、各連通部材35は、先端部35cが各々対応する連通孔38を介して誘引送風機37側に連通する接続部として機能するようになっている。
In addition, below each
そして、誘引送風機37の駆動により吸引ファン36が回転すると、連通部材35を介して覆蓋部材33内が吸引されることで覆蓋部材33内に負圧が発生する。すなわち、箱体状をなす覆蓋部材33の内部空間は、誘引送風機37の駆動に伴い負圧が発生する負圧室33aとして機能するように構成されている。さらに、覆蓋部材33内の負圧室33aに負圧が発生すると、該負圧室33a内と連通する各吸引孔30内にも同様に負圧が作用し、該負圧により第2支持台27側に用紙12が吸引される。そして、各吸引孔30からの吸引力が連通孔28を通じて第2搬送ベルト23上に載置された用紙12に及ぶことにより、用紙12が第2搬送ベルト23上に吸着されるようになっている。
When the
ここで、連通部材35の構造(すなわち、平面視円形の直径D(m)、及び長手方向(上下方向)の長さL(m))は、一部の吸引孔群32の吸引開口が開放されている場合であっても、用紙12に対して所望の吸引力が作用するように設計されている。具体的には、誘引送風機37の駆動に伴って連通部材35内を流動する流体としての空気の総圧力損失の推定値を算出し、この推定値に基づいて連通部材35の構造に関する条件式を設定している。そこで、この条件式について以下説明する。
Here, the structure of the communication member 35 (that is, the circular diameter D (m) in plan view and the length L (m) in the longitudinal direction (vertical direction)) is such that the suction openings of some of the
まず、式1,2にて速度圧Pvを算出する。速度圧Pvは、静止している空気を所定の速度で流動させるために必要となる流動方向の動圧力(Pa)であり、式1にて表される。
First, the speed pressure Pv is calculated by the
〔式1〕
Pv=(V/4.04)2×9.81
〔V:連通部材35内を流動する空気の流速(m/s)〕
なお、式1における流速Vは、式2に示すように連通部材35内を流動する空気の単位面積当たりの風量である。
[Formula 1]
Pv = (V / 4.04) 2 × 9.81
[V: Flow velocity of air flowing in communication member 35 (m / s)]
Note that the flow velocity V in
〔式2〕
V=風量/断面積=(Q/n)/{π×(D/2)2}=4Q/nπD2
〔Q:連通部材35内を流動する空気の流量(m3)、n:開放状態の吸引孔群32に連通する連通部材35の個数〕
前記式2を前記式1に代入すると、式3のようになる。
[Formula 2]
V = air volume / cross-sectional area = (Q / n) / {π × (D / 2) 2 } = 4Q / nπD 2
[Q: Flow rate of air flowing in the communication member 35 (m 3 ), n: Number of
Substituting Equation 2 into
〔式3〕
Pv=0974×(Q/nD2)2
ここで、所定の風量Qを連通部材35内に流動させるために必要な静圧Psは、式4に示すように、連通部材35内を流動する空気の総圧力損失Ptotalと速度圧Pvとの和である。
[Formula 3]
Pv = 0974 × (Q / nD 2 ) 2
Here, the static pressure P s required to cause the predetermined air volume Q to flow in the
〔式4〕
Ps=Pv+Ptotal
また、総圧力損失Ptotalは、式5に示すように、連通部材35の軸部35a(直線部)の圧力損失PLと、連通部材35の基端部35b(覆蓋部材33側の接続部)における圧力損失Pinと、連通部材35の先端部35c(誘引送風機37側の接続部)の圧力損失Poutとの和である。
[Formula 4]
P s = P v + P total
The total pressure loss P total, as shown in Equation 5, the pressure loss P L and
〔式5〕
Ptotal=PL+Pin+Pout
圧力損失PLは、空気が連通部材35の軸部35aを流動する過程で受ける圧力損失であり、式6にて表される。
[Formula 5]
P total = P L + P in + P out
The pressure loss P L is a pressure loss that air undergoes in the process of flowing through the
〔式6〕
PL=k×(L/D)×Pv
〔k:連通部材35の内壁における空気に対する摩擦係数(本実施形態では、連通部材35の内壁は空気に対する摩擦の少ない滑面であるため、k=0.02と仮定できる)〕
圧力損失Pinは、空気が覆蓋部材33側の開口を通じて連通部材35内に流入する過程で受ける圧力損失であり、式7にて表される。
[Formula 6]
P L = k × (L / D) × P v
[K: Coefficient of friction with respect to air on inner wall of communication member 35 (In this embodiment, since the inner wall of
Pressure loss P in is the pressure loss which receives in the process of flowing into the
〔式7〕
Pin=ζin×Pv
〔ζin:連通部材35の流入口(連通孔34)の圧損係数(本実施形態では、連通孔34が角端状をなすように形成されているため、ζin=0.5と仮定できる)〕
圧力損失Poutは、空気が誘引送風機37側の開口を通じて連通部材35内から流出する過程で受ける圧力損失であり、式8にて表される。
[Formula 7]
P in = ζ in × P v
[Ζ in : Pressure loss coefficient of the inlet (communication hole 34) of the communication member 35 (in this embodiment, since the
The pressure loss Pout is a pressure loss that air undergoes in the process of flowing out of the
〔式8〕
Pout=ζout×Pv
〔ζout:連通部材35の流出口の圧損係数(本実施形態では、ζout=0.5と仮定できる)〕
前記式5に対して前記式6〜8を代入すると、式9のようになる。
[Formula 8]
P out = ζ out × P v
[Ζ out : Pressure loss coefficient at the outlet of the communication member 35 (in this embodiment, it can be assumed that ζ out = 0.5)]
Substituting
〔式9〕
Ptotal={k×(L/D)+ζin+ζout}×Pv
前記式4に対して前記式9を代入すると、式10のようになる。
[Formula 9]
P total = {k × (L / D) + ζ in + ζ out } × P v
Substituting Equation 9 into Equation 4
〔式10〕
Ps={1+k×(L/D)+ζin+ζout}×Pv
前記式10に対して前記式3を代入すると、式11のようになる。
[Formula 10]
P s = {1 + k × (L / D) + ζ in + ζ out } × P v
Substituting Equation 3 into
〔式11〕
Ps=0.974×{1+k×(L/D)+ζin+ζout}×(Q/nD2)2
なお、第2搬送ベルト23上の用紙12に付与される吸引力X(N)は式12にて表される。
[Formula 11]
P s = 0.974 × {1 + k × (L / D) + ζ in + ζ out } × (Q / nD 2 ) 2
Note that the suction force X (N) applied to the
〔式12〕
X={S×(Y/100)}×Ps
〔S:用紙12の面積(m2)、Y:用紙12に対して吸引力を及ぼすための開口部の開口密度(本実施形態では、第2搬送ベルト23上における単位面積(図5では点線で囲まれた領域Aの面積)当たりの連通孔28の孔密度(%))〕
これを整理すると、式13のようになる。
[Formula 12]
X = {S × (Y / 100)} × P s
[S: area of sheet 12 (m 2 ), Y: opening density for applying suction force to sheet 12 (in this embodiment, unit area on second transport belt 23 (dotted line in FIG. 5) The area density of the communication holes 28 per area (area A) surrounded by (%))]
If this is arranged, it will become like
〔式13〕
Ps=(100×X)/(S×Y)
前記式11に対して前記式13を代入すると、式14のようになる。
[Formula 13]
P s = (100 × X) / (S × Y)
Substituting
〔式14〕
(100×X)/(S×Y)=0.974×{1+k×(L/D)+ζin+ζout}×(Q/nD2)2
なお、図6に示すグラフは、本実施形態の誘引送風機37における静圧と風量の相関関係を実測値に基づいて示した静圧−風量曲線であり、風量が低くなるほど静圧が高くなることを示している。ここで、用紙12に対して用紙12を第2搬送ベルト23に吸着させるために必要な所要吸引力Xを付与するべく、該所要吸引力Xの最小値X1を作用させるために必要な所要静圧Psの最小値をP1、及び該所要静圧Psの最小値P1に対応する風量をQ1とする。すると、図6に示すように、P1以上の所要静圧Psを得るためには(すなわち、用紙12に対してX1以上の所要吸引力Xを付与するためには)、連通部材35内を流動する空気の所要風量QをQ1以下とすることが必要十分条件となる。
[Formula 14]
(100 × X) / (S × Y) = 0.974 × {1 + k × (L / D) + ζ in + ζ out } × (Q / nD 2 ) 2
In addition, the graph shown in FIG. 6 is a static pressure-air volume curve in which the correlation between the static pressure and the air volume in the
〔式15〕
Q≦Q1
そして、前記式14,15を整理すると、式16のようになる。
[Formula 15]
Q ≦ Q 1
Then, when the
(100×X)/(S×Y)≦0.974×{1+k×(L/D)+ζin+ζout}×(Q1/nD2)2
〔Q1:用紙12に対する所要吸引力Xが最小値X1である場合(誘引送風機37内の所要静圧Psが最小値P1である場合)に、連通部材35内を流動する空気の風量(m3)〕
なお、用紙12が第2支持台27上の一部の吸引孔群32における吸引孔30の吸引開口を被覆している場合には、式16のような関係式が成り立つ。
(100 × X) / (S × Y) ≦ 0.974 × {1 + k × (L / D) + ζ in + ζ out } × (Q 1 / nD 2 ) 2
[Q 1 : When the required suction force X with respect to the
When the
〔式16〕
n≦A−1
〔A:誘引送風機37に接続される覆蓋部材33の個数〕
前記式15に対して前記式16を代入すると、式17のようになる。
[Formula 16]
n ≦ A-1
[A: Number of
Substituting
〔式17〕
(100×X)/(S×Y)≦0.974×{1+k×(L/D)+ζin+ζout}×〔Q1/{(A−1)×D2}〕2
このように変数(L、D、S、Y、A、X、Q1)とその係数k、ζin、ζoutの数式17が、連通部材35の構造(すなわち、平面視円形の直径D(m)、及び長手方向(上下方向)の長さL(m))に関する条件式として決定される。ここで、用紙12の面積S、第2搬送ベルト23上における連通孔28の孔密度Y、誘引送風機37に接続される覆蓋部材33の個数Aについては、本実施形態のプリンタ11の配置構成に応じて予め決定されている。また、係数k、ζin、ζoutについては、連通部材35の内壁、流入口、流出口の形状に応じて予め推定されている。また、用紙12を第2搬送ベルト23に吸着させるために必要な所要吸引力Xの最小値X1は実験により決定されている。
[Formula 17]
(100 × X) / (S × Y) ≦ 0.974 × {1 + k × (L / D) + ζ in + ζ out } × [Q 1 / {(A−1) × D 2 }] 2
In this way, the variables (L, D, S, Y, A, X, Q 1 ) and their formulas k, ζ in , ζ out 17 represent the structure of the communication member 35 (that is, the diameter D ( m) and the length L (m) in the longitudinal direction (vertical direction). Here, the area S of the
したがって、連通部材35の構造設計においては、図6に示すグラフから所要吸引力Xを得るために必要となる空気の所要風量Qを求める。具体的には、本実施形態のプリンタ11では、上記式13に示すように所要吸引力Xが高くなるほど所要静圧Psが高くなると共に、図6に示すように所要静圧Psが高くなるほど所要風量Qが低くなるため、所要吸引力Xの最小値X1に対応する所要風量Qの最大値Q1を求める。そして、この所要風量Qの最大値Q1を上記式17に代入することで連通部材35の構造に関する条件式を決定し、この条件式を満たすように連通部材35を設計する。すなわち、所要吸引力Xを作用させるために必要な所要静圧Ps、及び誘引送風機37の静圧−風量曲線により規定される所要静圧Psと対応する所要風量Qを発生可能なように、誘引送風機37の駆動に伴う連通部材35における空気の総圧力損失を設定する。そのため、本実施形態のプリンタ11によれば、一部の吸引孔群32における吸引孔30の吸引開口が大気に対して開放されている場合であっても、用紙12に対して所要吸引力Xを作用させることが可能となっている。
Therefore, in the structural design of the
次に、上記のように構成されたプリンタ11の作用について説明する。
さて、第1搬送部15から第2搬送部17に搬送された用紙12をさらに下流側に搬送する場合には、誘引送風機37を駆動させた状態で、第2駆動プーリ19を駆動して第2搬送ベルト23による用紙12の搬送を開始する。そして、用紙12が第2搬送ベルト23によって第2支持台27上に搬送されると、誘引送風機37の吸引力が、連通孔38、連通部材35、連通孔34、覆蓋部材33内の負圧室33a、吸引孔30、及び連通孔28を介して第2搬送ベルト23上に載置された用紙12に作用する。
Next, the operation of the printer 11 configured as described above will be described.
When the
ここで、図7(a)に示すように、用紙12における搬送方向の先端部が、第2支持台27上の複数の吸引孔群32のうち最上流側に配置された吸引孔群32上の途中位置にあって、その吸引孔群32を構成する複数列の吸引孔列31のうち少なくとも一つの吸引孔列31が大気に対して開放状態にある場合は、次のようになる。
Here, as shown in FIG. 7A, the leading end of the
すなわち、この図7(a)に示す場合は、最上流側の吸引孔群32に対応する負圧室33aは、該吸引孔群32を構成する吸引孔列31のうち下流端(図7では右端)の吸引孔列31を介して大気に対して開放状態にある。そのため、誘引送風機37を駆動した場合であっても、この吸引孔列31を介して誘引送風機37が空吸引をすることで該負圧室33aに所望の負圧が得られず、用紙12に対して用紙12を第2搬送ベルト23に吸着させるために必要な所要吸引力Xを付与することはできない。
That is, in the case shown in FIG. 7A, the
一方、用紙12の搬送方向における先端部が図7(a)に示す位置(すなわち、最上流側の吸引孔群32の途中位置)から該吸引孔群32の下流側端部まで到達した段階(図7(b))では、用紙12は、該吸引孔群32を構成する全ての吸引孔30を閉塞する。このとき、該吸引孔群32よりも下流側の吸引孔群32における吸引孔30の吸引開口は大気に対して開放状態にあるため、各負圧室33aのうち、下流側の負圧室33aは大気に対して連通状態にある。なお、最上流側の負圧室33aは、下流側の負圧室33aに対して連通部材35及び誘引送風機37内を通じて連通している。そのため、上流側の負圧室33aは、誘引送風機37を駆動することにより該負圧室33a内の空気を排気したとしても、下流側の負圧室33aを介して常に空気が流入することで所望の負圧が得られない虞があった。
On the other hand, the leading end in the transport direction of the
この点、本実施形態では、図7(b)に示す状態において誘引送風機37を駆動した場合には、下流側の吸引孔群32を介して該吸引孔群32に対応する負圧室33a内に空気が流入したとしても、その空気が連通部材35及び誘引送風機37内を介して上流側の負圧室33a内に所定量以上に流入しないように連通部材35における空気の総圧力損失が設定されている。すなわち、下流側の吸引孔群32における吸引孔30の吸引開口が開放されている場合であっても、誘引送風機37内の仕様(性能)を考慮しつつ、上記の所要吸引力Xを作用させるために必要な所要静圧Ps、及び該所要静圧Psと対応する所要風量Qを発生可能なように、連通部材35の構造が設計されている。
In this regard, in the present embodiment, when the
そのため、第2搬送ベルト23に載置された状態で搬送される用紙12に対して、その用紙12における搬送方向の先端部が最下流側の吸引孔群32の下流側端部に到達する前段階でも、上流側の負圧室33a内に所望の負圧(吸引圧)を生じさせて確実に吸引力を作用させることができる。
Therefore, with respect to the
上記実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)上記実施形態では、用紙12の搬送方向における先端部が第2支持台27の上面27aにおける下流側端部に到達する前段階で、下流側の吸引孔群32に対応する負圧室33aが大気に対して開放状態にある場合であっても、誘引送風機37の駆動に伴って下流側の負圧室33aと接続された連通部材35内に流入する空気の圧力損失が、上流側の吸引孔群32に対応する上流側の負圧室33aに所望の負圧を発生させるために適切な値となるように該連通部材35の形状が設計されている。そのため、複数の吸引孔群32と個別に対応する複数の負圧室33aを共通の誘引送風機37により吸引する構成とすることで誘引送風機37の設置数を削減しつつ、搬送される用紙12に対して搬送途中において確実に吸引力を作用させることが可能となる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In the above embodiment, the negative pressure chamber corresponding to the downstream
(2)上記実施形態では、用紙12を第2支持台27の上面27a上で搬送する第2搬送ベルト23を備えているため、用紙12の形状は長尺状のものに制限されず、例えば枚葉紙状の用紙12を適用することが可能となる。加えて、第2搬送ベルト23は、第2支持台27の吸引孔30と連通する連通孔28を有しているため、該連通孔28を通じて吸引孔30からの吸引力が用紙12に及ぶことにより第2搬送ベルト23の上面に載置された用紙12を第2搬送ベルト23に対して確実に吸着させることが可能となる。
(2) In the above embodiment, since the second conveying
(3)上記実施形態では、連通部材35における空気の総圧力損失は、連通部材35の軸部35a、覆蓋部材33に接続する基端部35b、誘引送風機37に接続する先端部35cにおける圧力損失を考慮して設定されている。そのため、連通部材35の構造を詳細に反映した値を計上することで、より実験値に近い総圧力損失を設定することが可能となっている。
(3) In the above embodiment, the total pressure loss of air in the
(4)上記実施形態では、連通部材35は、軸部35a、覆蓋部材33に接続する基端部35b、誘引送風機37に接続する先端部35cにおける圧力損失を総和して総圧力損失を算出すると共に、その算出結果及び誘引送風機37の静圧−風量曲線を考慮することにより、用紙12に対して所望の吸引力を作用するために必要となる連通部材35の構造に関する条件式が算出されている。そのため、この条件式を満たすように連通部材35を設計することにより、用紙12に対してより確実に所望の吸引力を作用させることが可能となっている。
(4) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態では、用紙12を第2支持台27の上面27a上で搬送する第2搬送ベルト23を備えた構成であっても、該第2搬送ベルト23の連通孔28の開口密度を式17に適用することで、用紙12に対して所望の吸引力を付与するために必要となる連通部材35の構造を決定することができる。
(5) In the above embodiment, even if the
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、ターゲットとして長尺状のロール紙を適用する場合には搬送ベルト22,23を省略してもよい。このとき、ターゲットを支持する支持台26,27上の吸引孔30をターゲットの搬送方向と直交する方向において複数の吸引孔群32に区分し、該吸引孔群32毎に個別に覆蓋部材33を配置することが望ましい。この構成によれば、ロール紙が支持台26,27上の一部の吸引孔30が開放状態にある場合であっても、ロール紙の幅方向における両端部に配置された吸引孔群32に対応する覆蓋部材33内に所望の負圧を発生可能となるように連通部材35の形状を設計することで、ロール紙に対してより確実に吸引力を作用させることが可能となる。なお、この場合、支持台26,27上の吸引孔30がロール紙に対して吸引力を及ぼすための開口部として機能する。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, when a long roll paper is applied as a target, the
・上記実施形態において、連通部材35を途中位置で分岐する構成とした場合には、その分岐部における圧力損失を更に含んで総圧力損失を設定してもよい。
・上記実施形態において、連通部材35を途中位置で絞り形状をなすように構成した場合には、その絞り部における圧力損失を更に含んで総圧力損失を設定してもよい。
-In the said embodiment, when it is set as the structure which branches the communicating
In the above embodiment, when the
・上記実施形態において、連通部材35を途中位置で屈曲する構成とした場合には、その屈曲部における圧力損失を更に含んで総圧力損失を設定してもよい。
・上記実施形態において、記録装置はインクジェット式プリンタ11に限定されない。例えば、熱転写プリンタ、TA(サーモオートクローム)プリンタ、レーザプリンタ等の他の印刷様式のプリンタにも適用できる。
In the above embodiment, when the
In the above embodiment, the recording apparatus is not limited to the ink jet printer 11. For example, the present invention can also be applied to printers of other printing styles such as a thermal transfer printer, a TA (Thermo Auto Chrome) printer, and a laser printer.
11…記録装置としてのインクジェット式プリンタ、12…ターゲットとしての用紙、22…搬送体としての第1搬送ベルト、23…搬送体としての第2搬送ベルト、26…支持部材としての第1支持台、27…支持部材としての第2支持台、27a…支持面としての上面、28…連通部としての連通孔、30…吸引孔、32…吸引孔群、33a…負圧室、35…連通部材、35b…接続部としての基端部、35c…接続部としての先端部、37…吸引手段としての誘引送風機、X…所要吸引力、Ps…所要静圧、Ptotal…総圧力損失、Q…所要風量。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Inkjet printer as recording apparatus, 12 ... Paper as target, 22 ... 1st conveyance belt as a conveyance body, 23 ... 2nd conveyance belt as a conveyance body, 26 ... 1st support stand as a supporting member, 27: second support base as a support member, 27a: upper surface as a support surface, 28 ... communication hole as a communication portion, 30 ... suction hole, 32 ... suction hole group, 33a ... negative pressure chamber, 35 ... communication member, 35b ... proximal end of the connecting portion, the distal end portion of the 35c ... connecting portion, 37 ... attraction blower as a suction means, X ... required suction force, P s ... required static pressure, P total ... total pressure loss, Q ... Required air volume.
Claims (3)
該支持部材の前記複数の吸引孔に対して該各吸引孔を複数の吸引孔群に区分した場合における該吸引孔群毎に個別に連通する複数の負圧室と、
該複数の負圧室から各々個別に延設された連通部材を介して前記各負圧室内に負圧を発生可能な吸引手段と
を備え、
前記連通部材は、直円筒状をなすように形成されており、
前記複数の負圧室のうち一部の負圧室と連通する前記吸引孔群における吸引孔が閉塞された場合に、該負圧室と連通する前記吸引孔群を介して前記ターゲットを吸着させるために必要な所要吸引力を付与するべく、該所要吸引力を作用させるために必要な所要静圧、及び前記吸引手段の静圧−風量曲線により規定される前記所要静圧と対応する所要風量を発生可能なように、前記吸引手段の駆動に伴う前記連通部材における流体の総圧力損失が設定され、
前記ターゲットの面積をS、前記ターゲットに対して吸引力を及ぼすための開口部の開口密度をY、前記連通部材の長さをL、前記連通部材の直径をD、前記吸引手段に接続する前記負圧室の数をA、前記連通部材内の摩擦係数をk、前記連通部材の前記負圧室に対する接続部における圧損係数をζ in 、前記連通部材の前記吸引手段に対する接続部における圧損係数をζ out 、前記ターゲットに付与する前記所要吸引力をX、前記所要吸引力の最小値X 1 と対応する風量をQ 1 とした場合に満たすべき条件式は、
(100×X)/(S×Y)≦0.974×{1+k×(L/D)+ζ in +ζ out }×〔Q 1 /{(A−1)×D 2 }〕 2
であることを特徴とするターゲット吸着装置。 A support member having a support surface capable of supporting a target conveyed from the upstream side to the downstream side and having a plurality of suction holes formed on the support surface;
A plurality of negative pressure chambers individually communicating with each suction hole group when the suction holes are divided into a plurality of suction hole groups with respect to the plurality of suction holes of the support member;
A suction means capable of generating a negative pressure in each of the negative pressure chambers through communication members individually extending from the plurality of negative pressure chambers;
The communication member is formed to have a right cylindrical shape,
When the suction holes in the suction hole group communicating with some negative pressure chambers among the plurality of negative pressure chambers are closed, the target is adsorbed via the suction hole group communicating with the negative pressure chamber. In order to apply the required suction force required for the purpose, the required static pressure required to apply the required suction force and the required air volume corresponding to the required static pressure defined by the static pressure-air volume curve of the suction means So that the total pressure loss of the fluid in the communication member accompanying the driving of the suction means is set ,
The area of the target is S, the opening density of the openings for exerting a suction force on the target is Y, the length of the communication member is L, the diameter of the communication member is D, and the suction means is connected to the suction means. The number of negative pressure chambers is A, the coefficient of friction in the communication member is k, the pressure loss coefficient at the connection portion of the communication member to the negative pressure chamber is ζ in , and the pressure loss coefficient at the connection portion of the communication member to the suction means is The conditional expression to be satisfied when ζ out , the required suction force applied to the target is X, and the air volume corresponding to the minimum value X 1 of the required suction force is Q 1 is:
(100 × X) / (S × Y) ≦ 0.974 × {1 + k × (L / D) + ζ in + ζ out } × [Q 1 / {(A−1) × D 2 }] 2
Target adsorption device, characterized in that it.
前記ターゲットを支持した状態で該ターゲットを上流側から下流側に向けて搬送するために移動する搬送体を更に備え、
前記搬送体は、該搬送体の移動途中において前記支持部材における前記各吸引孔と連通可能な複数の連通部を有すると共に、
前記支持部材は、前記支持面により前記ターゲットを前記搬送体越しに支持可能であり、
前記開口部は、前記搬送体の前記連通部であることを特徴とするターゲット吸着装置。 In the target adsorption | suction apparatus of Claim 1 ,
A transport body that moves to transport the target from the upstream side toward the downstream side while supporting the target;
The transport body has a plurality of communication portions capable of communicating with the suction holes in the support member during the movement of the transport body,
The support member can support the target over the transport body by the support surface,
The target suction apparatus according to claim 1, wherein the opening is the communication part of the transport body.
請求項1又は請求項2に記載のターゲット吸着装置を備えたことを特徴とする記録装置。 A recording means for performing a recording process on the target;
Recording apparatus comprising the target adsorption apparatus according to claim 1 or claim 2.
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